Makalah Decoder Dengan IC

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.         Latar Belakang

Pada umumnya orang menggunakan kode desimal untuk menyatakan angka. Rangkaian sistem digital dalam kalkulator atau komputer kebanyakan menggunakan kode biner untuk menyatakan angka. Banyak kode lain yang digunakan dalam suatu sistem digital untuk menyatakan angka, bahkan huruf dari alfabet. Penerjemahan rangkaian digital, yang mengubah kode satu ke kode yang lain, digunakan suatu dekoder dan enkoder dalam sistem digital.

Sebuah Decoder adalah rangkaian logika yang menerima input-input biner dan mengaktifkan salah satu output-nya sesuai dengan urutan biner input-nya. Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu merubah kode biner menjadi sinyal diskrit. Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m <= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan. Satu kombinasi masukan hanya dapat mewakili satu kombinasi keluaran.Sehingga dapat disimpulkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur efisiensi rangkaian. Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya). Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik, dan dekoder seven segmen.

Penampilan bilangan-bilangan biner dari sandi BCD menjadi bilangan decimal selain dalam tabung angka (nixie tube) yang sudah berbentuk angka – angka decimal dari 0 sampai 9 juga dapat diwujudkan oleh lampu – lampu penunjuk kecil (LED : light emitting diodes). Dalam hal ini lampu – lampu penunjuk kecil/LED tersebut disusun menjadi tujuh segmen, dan angka decimal dari 0 sampai 9 dapat ditampilkan dengan cara mengatur cara penyalaan dari tujuh segmen tersebut.

Perlu diketahui, bahwa LED adalah suatu dioda yang bersifat mengemisi atau menyala bila mendapat suatu arus maju (forward Biased). Dengan sifatnya yang demikian, LED banyak dipakai sebagai lampu – lampu penunjuk kecil yang serba guna, misalnya saja untuk menunjukkan keadaan “ON” dari suatu peralatan atau untuk lampu – lampu test.

Bila semua segmen menyala, maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8. Angka decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen – segmen sesuai gambar. Untuk penampilan huruf, hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen.

Jika  kita  perhatikan  decoder  ini  sebenarnya  mirip  dengan  demultiplexer,  dengan  satu  pengecualian  yaitu  pada  decoder  ini  tidak  mempunyai  data  input.  Input  hanya  digunakan sebagai data control.

Beberapa rangkaian Decoder yang sering dijumpai adalah decoder 3×8 ( 3 bit input dan 8 output line), decoder 4×16, decoder BCD to Decimal (4 bit input dan 10 output line), decoder BCD to 7 segment (4 bit input dan 8 output line).

1

1.2.          Rumusan Masalah

Adapun yang menjadi rumusan masalah dalam makalah ini adalah :

1. Apa definisi dari Decoder/Dekoder ?2. Apa definisi dari IC ?3. Apa definisi dari Decoder dengan IC ?4. Jelaskan jenis – jenis dari Decoder dengan IC !5. Jelaskan fungsi dari Decoder dengan IC !

1.3.          Tujuan 

Adapun tujuan dari makalah ini adalah :

1. Mengetahui definisi dari Decoder/Dekoder.2. Mengetahui definisi dari IC.3. Mengetahui definisi dari Decoder dengan IC.4. Mengetahui jenis – jenis dari Decoder dengan IC.5. Mengetahui fungsi dari Decoder dengan IC.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Decoder

Pengertian Decoder adalah alat yang di gunakan untuk dapat mengembalikan proses encoding sehingga kita dapat melihat atau menerima informasi aslinya. Pengertian Decoder juga dapat di artikan sebagai rangkaian logika yang di tugaskan untuk menerima input input biner dan mengaktifkan salah satu outputnya sesuai dengan urutan biner tersebut. Kebalikan dari decoder adalah encoder.

Fungsi Decoder adalah untuk memudahkan kita dalam menyalakan seven segmen. Itu lah sebabnya kita menggunakan decoder agar dapat dengan cepat menyalakan seven segmen. Output dari decoder maksimum adalah 2n. Jadi dapat kita bentuk n-to-2n decoder. Jika kita ingin merangkaian decoder dapat kita buat dengan 3-to-8 decoder menggunakan 2-to-4 decoder. Sehingga kita dapat membuat 4-to-16 decoder dengan menggunakan dua buah 3-to-8 decoder.

Beberapa rangkaian decoder yang sering kita jumpai saat ini adalah decoder jenis 3 x 8 (3 bit input dan 8 output line), decoder jenis 4 x 16, decoder jenis BCD to Decimal (4 bit input dan 10 output line) dan decoder jenis BCD to 7 segmen (4 bit input dan 8 output line). Khusus untuk pengertian decoder jenis BCD to 7 segmen mempunyai prinsip kerja yang berbeda dengan decoder decoder lainnya, di mana kombinasi setiap inputnya dapat mengaktifkan beberapa output linenya.

Salah satu jenis IC decoder yang umum di pakai adalah 74138, karena IC ini mempunyai 3 input biner dan 8 output line, di mana nilai output adalah 1 untuk salah satu dari ke 8 jenis kombinasi inputnya. Jika kita perhatikan, pengertian decoder sangat mirip dengan demultiplexer dengan pengecualian yaitu decoder yang satu ini tidak mempunyai data input. Sehingga input hanya di gunakan sebagai data control.

Pengertian decoder dapat di bentuk dari susunan gerbang logika dasar atau menggunakan IC yang banyak jual di pasaran, seperti decoder 74LS48, 74LS154, 74LS138, 74LS155 dan sebagainya. Dengan menggunakan IC, kita dapat merancang sebuah decoder dengan jumlah bit dan keluaran yang di inginkan. Contohnya adalah dengan merancang sebuah decoder 32 saluran keluar dengan IC decoder 8 saluran keluaran.

2.2 Pengertian IC

Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi

conductor, dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti Resistor, Kapasitor,

Dioda dan Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil, IC

3

digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai

menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil.

2.2.1 Keunggulan IC(Advantages)

IC telah digunakan secara luas diberbagai bidang, salah satunya dibidang industri Dirgantara,

dimana rangkaian kontrol elektroniknya akan semakin ringkas dan kecil sehingga dapat

mengurangi berat Satelit, Misil dan jenis-jenis pesawat ruang angkasa lainnya. Desain komputer

yang sangat kompleks dapat dipermudah, sehingga banyaknya komponen dapat dikurangi dan

ukuran motherboardnya dapat diperkecil. Contoh lain misalnya IC digunakan di dalam mesin

penghitung elektronik(kalkulator), juga telepon seluler(ponsel) yang bentuknya relatif kecil.

Di era teknologi canggih saat ini, peralatan elektronik dituntut agar mempunyai ukuran dan

beratnya seringan dan sekecil mungkin, dan hal itu dapat dimungkinkan dengan penggunaannya

IC.

Selain ukuran dan berat IC yang kecil dan ringan, IC juga memberikan keuntungan lain yaitu bila

dibandingkan dengan sirkit-sirkit keonvensional yang banyak menggunakan komponen, IC

dengan sirkit yang relatif kecil hanya mengkonsumsi sedikit sumber tenaga dan tidak

menimbulkan panas berlebih sehingga tidak membutuhkan pendinginan (cooling system).

2.2.2 Kelemahan-kelemahan IC(Disanvantages)

Pada uraian sebelumnya nampak seolah-olah IC begitu sempurna dibanding komponen

elektronik konvensional, padalah tak ada sesuatu komponen yang tidak memiliki kelemahan.

Kelemahan IC antara lain adalah keterbatasannya di dalam menghadapi kelebihan arus listrik

yang besar, dimana arus listrik berlebihan dapat menimbulkan panas di dalam komponen,

sehingga komponen yang kecil seperti IC akan mudah rusak jika timbul panas yang berlebihan.

Demikian pula keterbatasan IC dalam menghadapi tegangan yang besar, dimana tegangan yang

besar dapat merusak lapisan isolator antar komponen di dalam IC Contoh kerusakan misalnya,

4

terjadi hubungan singkat antara komponen satu dengan lainnya di dalam IC, bila hal ini terjadi,

maka IC dapat rusak dan menjadi tidak berguna.

2.2.3 Kemasan IC(Packages)

Ditinjau dari teknik pembuatan dan bahan baku yang digunakan, terdapat4 (empat) jenis IC,

yaitu: Jenis Monolithic, Thin film, dan Hybrid. Khusus untuk jenis hybrid, yang merupakan

gabungan dari thin-film, monolithic dan thick-film.

Terlepas dari teknik pembuatan dan bahan yang digunakan, keempat jenis IC tersebut dibalut

dalam kemasan(packages) tertentu agar dapat terlindungi dari gangguan luar ,seperti terhadap

kelembaban, debu, dan kontaminasi zat lainnya.

Kemasan IC dibuat dari bahan ceramic dan plastik, serta didesain untuk mudah dalam

pemasangan dan penyambungannya. Ada berbagai jenis kemasan IC dan yang paling populer

dan umum digunakan, antara lain :

-DIP(Duel in- line Packages) -SIP(Single in-line Packages) -QIP(Quad in-line Packages) -

SOP(Small Outline Packages) -Flat Packs -TO-5, TO-72,TO-202 dan TO-220 style Packages

5

2.3 Jenis-Jenis IC

2.3.1 TTL(Transistor transistor Logic)

IC yang paling banyak digunakan secara luas saat ini adalah IC digital yang dipergunakan untuk

peralatan komputer, kalkulator dan system kontrol elektronik. IC digital bekerja dengan dasar

pengoperasian bilangan Biner Logic(bilangan dasar 2) yaitu hanya mengenal dua kondisi saja

1(on) dan 0(off).

Jenis IC digital terdapat 2(dua) jenis yaitu TTL dan CMOS. Jenis IC-TTL dibangun dengan

menggunakan transistor sebagai komponen utamanya dan fungsinya dipergunakan untuk

berbagai variasi Logic, sehingga dinamakan Transistor.

Transistor Logic

Dalam satu kemasan IC terdapat beberapa macam gate(gerbang) yang dapat melakukan berbagai

macam fungsi logic seperti AND,NAND,OR,NOR,XOR serta beberapa fungsi logic lainnya

seperti Decoder, Encoder, Multiflexer dan Memory sehingga pin (kaki) IC jumlahnya banyak

dan bervariasi ada yang 8,14,16,24 dan 40.

Pada gambar diperlihatkan IC dengan gerbang NAND yang mengeluarkan output 0 atau 1

tergantung kondisi kedua inputnya.

IC TTL dapat bekerja dengan diberi tegangan 5 Volt.

6

2.3.2 IC- CMOS

Selain TTL, jenis IC digital lainnya adalah C-MOS (Complementary with MOSFET) yang berisi

rangkaian yang merupakan gabungan dari beberap komponen MOSFET untuk membentuk gate-

gate dengan fungsi logic seperti halnya IC-TTL. Dalam satu kemasan IC C-MOS dapat berisi

beberapa macam gate(gerbang) yang dapat melakukan berbagai macam fungsi logic seperti

AND,NAND,OR,NOR,XOR serta beberapa fungsi logic lainnya seperti Decoders, Encoders,

Multiflexer dan Memory.

Pada gambar diperlihatkan IC dengan gerbang NOR yang mengeluarkan output 0 atau 1

tergantung kondisi kedua inputnya.

IC C-MOS dapat bekerja dengan tegangan 12 Volt.

7

2.3.3 IC Linear (Linear IC's)

Perbedaan utama dari IC Linear dengan Digital ialah fungsinya, dimana IC digital beroperasi

dengan menggunakan sinyal kotak (square) yang hanya ada dua kondisi yaitu 0 atau 1 dan

berfungsi sebagai switch/saklar, sedangkan IC linear pada umumnya menggunakan sinyal

sinusoida dan berfungsi sebagai amplifier(penguat). IC linear tidak melakukan fungsi logic

seperti halnya IC-TTL maupun C-MOS dan yang paling populer IC linier didesain untuik

dikerjakan sebagai penguat tegangan.

Dalam kemasan IC linier terdapat rangkaian linier, diman kerja rangkaiannya akan bersifat

proporsional atau akan mengeluarkan output yang sebanding dengan inputnya. Salah satu contoh

IC linear adalah jenis Op-Amp.

2.3.4 IC Decoder 74LS47

8

Salah satu cara untuk menghasilkan input pada seven segment display yaitu dengan menggunakan IC decoder. IC decoder membutuhkan empat input sebagai angka berbasis heksadesimal yang dinyatakan dalam biner, kemudian sinyal-sinyal masukan tersebut akan “diterjemahkan” decoder ke dalam sinyal-sinyal pengendali seven segment display. Sinyal-sinyal pengendali berisi tujuh sinyal yang setiap sinyalnya mengatur aktif-tidaknya setiap LED. IC ini mengubah data BCD sehingga dapat ditampilkan ke seven segment. BCD adalah data digital terdiri dari empat digit dan nilai desimalnya antara 0-9 sedangkan nilai di atas 9 digunakan sebagai tanda atau indicator lainnya.

2.3.5 IC 74LS73

Merupakan ic Dual Negative- Edge-Triggered Master Selve J-K Flip-flop. Didalam IC ini terdapat 2 buah j-k flip-flop. Dalam system yang kami buat ic ini digunakan sebagai ic pencacah biner.

Gambar Diagram IC 74LS73

2.3.6 IC 74LS00

Merupakan ic gerbang NAND yang didalamnya terdapat 4 buah gerbang NAND. Dalam system yang kami buat ic ini kami gunakan sebagai gerbang untuk mengaktifkan clear/reset pada ic 74ls73 sehingga ic 74ls73 hanya menampilkan output 0000 s/d 1001, ketika 0101 kondisi ic 74ls73 kembali pada kondisi awal yaitu 0000.

9

Gambar Diagram IC 74LS00

2.3.7 IC Decoder 74LS47

Gambar Konfigurasi PIN IC 74LS47

Ic ini berfungsi untuk mengolah nilai inputan biner yang dihasilkan ole hic 74ls73 menjadi output decimal yang akan ditampilkan kedalam display seven segmen.

Output pada ic ini ketika output bernilai 6 maka pada display seven segmen akan tampil seperti huruf “b” dan ketika output bernilai 9 maka tampilan pada seven segmen akan seperti huruf “q”. Hal ini dikarenakan sipembuat merancang ic 74ls47 ini demikian. Berikut adalah output yang akan ditampilakn ic 74ls47 pada seven segmen.

Gambar output IC 74LS47 pada seven segmen

10

2.3.8 IC 555

Ic ini berfungsi untuk menclock ic 74ls73. Keluaran clock dari ic 555 dapat diatur dengan memutar variable resistor, semakin besar nilai resistansi VR maka akan semakin lambat keluaran yang dihasilkan, dan semakin lamabt pula ic 74ls73 mencacah bilangan biner.

Gambar konfigurasi Pin IC 555

Dalam system ini ic 555 kami set sebagai multivibrator astabil. Frekuensi keluaran dari ic ini dapat dihitung dengan rumus :

Gambar operasi astabil IC 555

2.3.9 IC 7805

11

Ic ini berfungsi sebagai regulasi tegangan input menjadi tegangan output sebesar 5V, dengan kemampuan arus maksimal 1 Amphere. Sehingga berapapun besar tengan yang dimasukkan kedalam ic ini outputnya akan selalu 5V. pemberian arus yang berlebih pada ic ini akan menyebabkan ic ini mudah panas.

Gambar konfigurasi PIN IC 7805

Pada kaki ground dalam system yang kami buat terdapat diode dengan kemampuan menahan arus sebesar 1 amphere dengan tujuan agar output ic ini benar- benar 5V, namun pada realnya output dari ic ini adalah 5,1V (dengan pemasangan diode pada kaki ground).

2.4 Aplikasi IC Decoder 74LS47 Sebagai Up Counter

Salah satu aplikasi IC decoder adalah pencacah maju/naik. Dalam sistem ini digunakan IC 74LS73, IC555, IC 74LS00, dan IC 74LS47. Counter up yang dibuat memanfaatkan J-K flip-flop yang kami susun sebagai modulus 10 asyncron dimana clock dipasang secara serial, sehingga output dari flip-flop pertama akan mempengaruhi flip-flop yang ke-2.

Gambar Hardware

Cara Kerja Rangkaian

12

IC NE555 sebagai pembangkit pulsa yang akan menclock/mengaktifkan IC 74LS73 sebagai ic flip-flop yang digunakan sebagai pencacah biner. Ketika ic 74LS73 di clock ole hic NE555 ic ini k mulai mencacah dari 0000(B) atau 0(D) sampai 1001(B) atau 9(D), ketika IC 74LS73 mencacah sampai nilai 0101(B) atau 10(D) ic ini akan direset dengan memanfaatkan IC 74LS00 sebagai ic gerbang NAND. Untuk lebih jelas dapat dilihat dalam sekama berikut.

Gambar Skema Rangkaian

Saat IC 74LS73 menghasilkan output 0101 (A,B,C,D),IC7 4LS00 pada kaki 1 dihubungkan ke out D (keluaran bernilai “1”) dan kaki 2 dihubungkan ke out B (keluaran bernilai “1”)sehingga out dari gerbang NAND adalah 0, dan “0” ini akan mengaktifkan clear/ reset pada IC 74LS73 sehingga keluaran 0101(B) atau 10(D) tidak akan ditampilkan dan IC 74LS73 akan kembali pada kondisi awal yaitu 0000, sehingga system ini hanya akan menampilkan hitungan dari 0 s/d 9.

Variable resistor pada IC 555 digunakan untuk mengatur timing /cepat lambatnya pulsa yang dikeluarkan, perubahan kecepatan clock ditunjukkan oleh dot pada seven segmen. Semakin rendah nilai resistansi VR maka akan semakin cepat perubahan yang terjadi.

2.5 Dekoder BCD ke 7 segment2.5.1 Dekoder BCD ke 7 segment jenis TTL

Dekoder BCD ke 7 segment jenis TTL adalah rangkaian yang berfungsi untuk mengubah kode bilangan biner BCD (Binary Coded Decimal) menjadi data tampilan untuk penampil/display 7 segment yang bekerja pada tegangan TTL (+5 volt DC). Dekoder BCD ke 7 segmen yang digunakan adalah jenis TTL. Dekoder BCD ke 7 segmen jenis TTL ada beberapa macam diantaranya keluarga IC TTL 7447 dan keluarga IC TTL 7448. Kedua IC TTL tersebut memiliki fungsi yang sama namun peruntukannya berbeda IC 7447 digunakan untuk driver 7 segment common anoda sedangkan IC 7448 digunakan untuk driver dispaly 7 segment common cathode. IC dekoder BCD ke 7 segment sering juga dikenal sebagai driver display 7 segment karena

13

selalu digunakan untuk memberikan driver sumber tegangan ke penampil 7 segment. Konfigurasi Pin IC Dekoder BCD Ke 7 Segmen 7447 Dan 7448 

Jalur input data BCD, pin input ini terdiri dari 4 line input yang mewakili 4 bit data BCD dengan sebutan jalur input A, B, C dan D. 

Jalur ouput 7 segmen, pin output ini berfungsi untuk mendistribusikan data pengkodean ke penampil 7 segmen. Pin output dekoder BCD ke 7 segmen ini ada 7 pin yang masing-masing diberi nama a, b, c, d, e, f dan g. 

Jalur LT (Lamp Test) yang berfunsi untuk menyalakan semua led pada penampil 7 segmen, jalur LT akan aktif pad saat diberikan logika LOW pad jalut LT tersebut. 

Jalur RBI (Riple Blanking Input) yang berfungsi untuk menahan sinyal input (disable input), jalur RBI akan aktif bila diberikan logika LOW. 

Jalur RBO (Riple blanking Output) yang berfungsi untuk menahan data output ke penampil 7 segmen (disable output), jalur RBO ini akan aktif pada sat diberikan logika LOW. 

Dalam aplikasi decoder, ketiga jalur kontrol (LT, RBI dan RBO) harus diberikan logika HIGH dengan tujuan data input BCD dapat masuk dan penampil 7 segmen dapat menerima data tampilan sesuai data BCD yang diberikan pada jalur input.

Untuk aplikasi yang terlihat pada kedua gambar diatas adalah teknik driver penampil 7 segmen standar menggunakan decoder BCD ke 7 segmen TTL IC 7447 dan IC 7448. Fungsi resistor pada setiap jalur output dekoder BCD ke 7 segmen tersebut adalah sebagai pembatas arus maksimum yang mengalir pada LED penampil 7 segmen dan arus yang mengalir pada IC dekoder BCD ke 7 segmen yang digunakan dimana arus maksimum yang diperbolehkan maksimum 20 mA.

14

2.5.2 Sirkit Dekoder BCD ke 7 segment jenis TTL

Gambar Sirkit Decoder

1. Fungsi sirkit decoder.

Fungsi sirkit decoder atau BCD to 7 segment decoder adalah sebagai decoder/driver segment. Input BCD akan didecode menjadi output pulsa-pulsa yang akan mendrive 7 segment display.

2. Struktur sirkit decoder

Struktur dari sirkit ini terdiri dari IC decoder/driver dari keluarga TTL 7447 yang bekerja sebagai driver 7 segment display.

3. Cara kerja sirkit decoder

Sebagai sirkit BCD to 7 segment decoder , maka pada setiap perubahan kondisi input DCBA akan didecode menjadi pulsa-pulsa untuk mendrive 7 segment common anoda.

Tabel operasi decoder/driver tersebut diatas adalah diperlihatkan pada table berikut.

15

BAB III

PENUTUP

3.1.    Kesimpulan

Maka dari pembahasan diatas kita dapat menyimpulkan bahwa :

Pengertian Decoder adalah alat yang di gunakan untuk dapat mengembalikan proses encoding sehingga kita dapat melihat atau menerima informasi aslinya. Pengertian Decoder juga dapat di artikan sebagai rangkaian logika yang di tugaskan untuk menerima input input biner dan mengaktifkan salah satu outputnya sesuai dengan urutan biner tersebut. Kebalikan dari decoder adalah encoder.

16

Fungsi Decoder adalah untuk memudahkan kita dalam menyalakan seven segmen. Itu lah sebabnya kita menggunakan decoder agar dapat dengan cepat menyalakan seven segmen. Output dari decoder maksimum adalah 2n. Jadi dapat kita bentuk n-to-2n decoder. Jika kita ingin merangkaian decoder dapat kita buat dengan 3-to-8 decoder menggunakan 2-to-4 decoder. Sehingga kita dapat membuat 4-to-16 decoder dengan menggunakan dua buah 3-to-8 decoder.

Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi conductor, dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti Resistor, Kapasitor, Dioda dan Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil, IC digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil.

Pengertian decoder dapat di bentuk dari susunan gerbang logika dasar atau menggunakan IC yang banyak jual di pasaran, seperti decoder 74LS48, 74LS154, 74LS138, 74LS155 dan sebagainya. Dengan menggunakan IC, kita dapat merancang sebuah decoder dengan jumlah bit dan keluaran yang di inginkan. Contohnya adalah dengan merancang sebuah decoder 32 saluran keluar dengan IC decoder 8 saluran keluaran.

3.2.     Saran

Adapun saran yang dapat saya sampaikan dalam makalah ini, setelah pembaca menyelesaikan pembacaan makalah ini maka pembaca dapat lebih mengetahui lagi apa itu decoder,IC dan Decoder dengan IC.

17